โพรงไมโครเวฟหรือโพรงความถี่วิทยุ ( โพรง RF ) เป็น ตัวเรโซเนเตอร์ชนิดพิเศษประกอบด้วยโครงสร้างโลหะปิด (หรือปิดเกือบสนิท) ที่กักเก็บสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใน ช่วงคลื่น ไมโครเวฟหรือคลื่นวิทยุโครงสร้างนี้อาจเป็นแบบกลวงหรือบรรจุด้วย วัสดุ ไดอิเล็กทริก คลื่นไมโครเวฟจะสะท้อนไปมาระหว่างผนังของโพรง ที่ความถี่เรโซแนนซ์ ของโพรง คลื่นไมโครเวฟ จะเสริมกันจนเกิดเป็นคลื่นนิ่งในโพรง ดังนั้น โพรงจึงทำงานคล้ายกับท่อออร์แกนหรือกล่องเสียงในเครื่องดนตรี โดยจะสั่นเฉพาะที่ความถี่ต่างๆ ซึ่งก็คือความถี่เรโซแนนซ์ของมัน ดังนั้นจึงสามารถทำหน้าที่เป็นตัวกรองแบบแบนด์พาสได้ โดยยอมให้คลื่นไมโครเวฟที่มีความถี่เฉพาะผ่านไปได้ ในขณะที่ปิดกั้นคลื่นไมโครเวฟที่ความถี่ใกล้เคียง

โพรงไมโครเวฟทำงานคล้ายกับวงจรเรโซแนนซ์ที่มีการสูญเสียต่ำมากที่ความถี่ในการทำงาน ส่งผลให้ค่าคุณภาพ (Q factor) สูงถึงระดับ 10⁶ ^{สำหรับ}โพรงทองแดง เมื่อเทียบกับ 10² ^{สำหรับ}วงจรที่สร้างด้วยตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ แยกกัน ที่ความถี่เดียวกัน สำหรับ โพรง ตัวนำยิ่งยวดค่าคุณภาพสูงถึงระดับ 10¹⁰ ^เป็นไปได้ โพรงเหล่านี้ใช้แทนวงจรเรโซแนนซ์ที่ความถี่ไมโครเวฟ เนื่องจากที่ความถี่เหล่านี้ไม่สามารถสร้างวงจรเรโซแนนซ์แบบแยกส่วนได้ เพราะค่าความเหนี่ยวนำและความจุที่ต้องการนั้นต่ำเกินไป โพรงเหล่านี้ใช้ใน ออ สซิลเลเตอร์และเครื่องส่งสัญญาณเพื่อสร้างสัญญาณไมโครเวฟ^{[ 1 ]}เป็นตัวกรองเพื่อแยกสัญญาณที่ความถี่ที่กำหนดออกจากสัญญาณอื่น^{[ 1 ]}เครื่องวัดคลื่นหรือเครื่องวัดความถี่^{[ 1 ]}กล่องสะท้อนเสียงสำหรับเรดาร์แบบพัลส์เพื่อสร้างเป้าหมายเทียมและเพื่อวัดสเปกตรัมและความถี่ในการส่ง^{[ 1 ]}และใน สถานี ถ่ายทอดไมโครเวฟการสื่อสารผ่านดาวเทียม และเตาอบไมโครเวฟ

โพรง RF ยังสามารถควบคุมอนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ผ่านได้โดยการใช้แรงดันเร่งและจึงถูกนำไปใช้ในเครื่องเร่งอนุภาคและหลอดสุญญากาศ ไมโครเวฟ เช่นไคลสตรอนและแมกเนตรอน

โพรงเรโซแนนซ์ส่วนใหญ่ทำจากส่วนปิด (หรือลัดวงจร) ของท่อนำคลื่น หรือวัสดุ ไดอิเล็กทริกที่มีค่าสภาพยอม ทางไฟฟ้า สูง(ดูที่ตัวเรโซเนเตอร์ไดอิเล็กทริก ) พลังงานไฟฟ้าและแม่เหล็กจะถูกเก็บไว้ในโพรง พลังงานนี้จะค่อยๆ ลดลงตามเวลาเนื่องจากกลไกการสูญเสียหลายอย่างที่เป็นไปได้

ในส่วน "ฟิสิกส์ของโพรง SRF" ในบทความเกี่ยวกับคลื่นความถี่วิทยุยิ่งยวดมีสูตรสำคัญและมีประโยชน์หลายสูตรที่สามารถนำไปใช้กับโพรงไมโครเวฟใดๆ ก็ได้:

พลังงานที่สะสมอยู่ในโพรงนั้นได้มาจากปริพันธ์ของความหนาแน่นพลังงานสนามเหนือปริมาตรของโพรงนั้น

${\displaystyle U={\frac {\mu _{0}}{2}}\int {|{\overrightarrow {H}}|^{2}dV}}$,

ที่ไหน:

Hคือสนามแม่เหล็กในโพรง และ

μ คือค่าสภาพซึมผ่านของสุญญากาศ

กำลังที่สูญเสียไปเนื่องจากความต้านทานของผนังโพรงเพียงอย่างเดียวนั้น คำนวณได้จากปริพันธ์ของการสูญเสียความต้านทานของผนังตลอดพื้นผิวของโพรง

${\displaystyle P_{d}={\frac {R_{s}}{2}}\int {|{\overrightarrow {H}}|^{2}dS}}$,

ที่ไหน:

R คือค่าความต้านทานพื้นผิว

สำหรับโพรงทองแดงที่ทำงานใกล้อุณหภูมิห้องR จะถูกกำหนดโดยค่าการนำไฟฟ้าของมวลที่วัดได้เชิงประจักษ์σดู Ramo et al หน้า 288-289 ^{[ 3 ]}

${\displaystyle R_{s\ normal}={\sqrt {\frac {\omega \mu _{0}}{2\sigma }}}}$.

ค่าคุณภาพของตัวเรโซเนเตอร์ถูกกำหนดโดย

${\displaystyle Q_{o}={\frac {\omega U}{P_{d}}}}$,

ที่ไหน:

ωคือความถี่เรโซแนนซ์ในหน่วย [เรเดียน/วินาที]

Uคือพลังงานที่เก็บไว้ในหน่วย [J] และ

Pd คือกำลัง ที่ สูญเสียไปใน [W] ในโพรงเพื่อรักษาระดับพลังงานU

การสูญเสียพื้นฐานเกิดจากค่าการนำไฟฟ้า ที่จำกัด ของผนังโพรงและ ค่าการสูญเสียไดอิเล็กตริก ของวัสดุที่บรรจุอยู่ภายในโพรง นอกจากนี้ยังมีกลไกการสูญเสียอื่นๆ ในโพรงสุญญากาศ เช่นปรากฏการณ์มัลติแพค เตอร์ หรือการปล่อยอิเล็กตรอนจากสนามไฟฟ้าทั้งปรากฏการณ์มัลติแพคเตอร์และการปล่อยอิเล็กตรอนจากสนามไฟฟ้าจะสร้างอิเล็กตรอนจำนวนมากภายในโพรง อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกเร่งความเร็วโดยสนามไฟฟ้าในโพรงและดึงพลังงานจากพลังงานที่สะสมไว้ในโพรง ในที่สุดอิเล็กตรอนจะชนกับผนังของโพรงและสูญเสียพลังงานไป ใน โพรง ความถี่วิทยุยิ่งยวดยังมีกลไกการสูญเสียพลังงานเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมสภาพของค่าการนำไฟฟ้าของพื้นผิวยิ่งยวดเนื่องจากความร้อนหรือการปนเปื้อน

โพรงแต่ละโพรงมีคลื่นความถี่เรโซแนนซ์จำนวนมากที่สอดคล้องกับโหมดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตรงตามเงื่อนไขขอบเขตที่จำเป็นบนผนังของโพรง เนื่องจากเงื่อนไขขอบเขตเหล่านี้ที่ต้องเป็นไปตามที่เรโซแนนซ์ (สนามไฟฟ้าสัมผัสต้องเป็นศูนย์ที่ผนังโพรง) ที่เรโซแนนซ์ มิติของโพรงจึงต้องมีค่าเฉพาะ ขึ้นอยู่กับโหมดตามขวางของเรโซแนนซ์ มิติตามขวางของโพรงอาจถูกจำกัดด้วยนิพจน์ที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันทางเรขาคณิต หรือศูนย์ของฟังก์ชันเบสเซลหรืออนุพันธ์ของฟังก์ชันเหล่านั้น (ดูด้านล่าง) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติสมมาตรของรูปร่างของโพรง หรืออีกทางหนึ่ง ความยาวของโพรงต้องเป็นจำนวนเต็มเท่าของครึ่งความยาวคลื่นที่เรโซแนนซ์ (ดูหน้า 451 ของ Ramo et al ^{[ 3 ]} ) ในกรณีนี้ โพรงเรโซแนนซ์สามารถคิดได้ว่าเป็นเรโซแนนซ์ใน สายส่งครึ่งความยาวคลื่นที่ลัดวงจร

ขนาดภายนอกของโพรงสามารถทำให้เล็กลงได้อย่างมากในโหมดความถี่ต่ำสุดโดยการเติมองค์ประกอบตัวเก็บประจุหรือตัวเหนี่ยวนำลงในโพรง โพรงที่เติมองค์ประกอบมักจะมีสมมาตรต่ำกว่าและส่งผลกระทบต่อตัวชี้วัดประสิทธิภาพบางอย่าง เช่นค่า Q ที่ดีที่สุด ตัวอย่างเช่น โพรงแบบย้อนกลับ^{[ 4 ]}และตัวเรโซเนเตอร์แบบเกลียวเป็นโพรงที่เติมตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำตามลำดับ

โพรงหลายเซลล์

โพรงเซลล์เดี่ยวสามารถรวมกันเป็นโครงสร้างเพื่อเร่งอนุภาค (เช่น อิเล็กตรอนหรือไอออน) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าโพรงเซลล์เดี่ยวอิสระที่เรียงต่อกัน^{[ 5 ]}รูปภาพจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นโพรงตัวนำยิ่งยวดหลายเซลล์ในห้องปลอดฝุ่นที่ห้องปฏิบัติการเร่งอนุภาคแห่งชาติเฟอร์มิ

ช่องไมโครเวฟที่บรรจุแล้ว

โพรงไมโครเวฟมีโหมดพื้นฐาน ซึ่งแสดงความถี่เรโซแนนซ์ต่ำที่สุดในบรรดาโหมดเรโซแนนซ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น โหมดพื้นฐานของโพรงทรงกระบอกคือโหมด TM สำหรับการใช้งานบางอย่าง มีความจำเป็นต้องลดขนาดของโพรง ซึ่งสามารถทำได้โดยการใช้โพรงที่มีโหลด โดยการรวมโหลดแบบคาปาซิทีฟหรือแบบเหนี่ยวนำเข้าไว้ในโครงสร้างของโพรง

ต้องคำนวณความถี่เรโซแนนซ์ที่แม่นยำของโพรงที่มีวัตถุอยู่ภายใน โดยใช้วิธีไฟไนต์เอเลเมนต์สำหรับสมการของแม็กซ์เวลล์พร้อมเงื่อนไขขอบเขต

โพรงที่บรรจุวัสดุ (หรือตัวเรโซเนเตอร์) สามารถกำหนดค่าให้เป็นโพรงแบบหลายเซลล์ได้เช่นกัน

โพรงบรรจุวัสดุเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเร่งอนุภาคประจุที่มีความเร็วต่ำ การใช้งานนี้ครอบคลุมโพรงบรรจุวัสดุหลายประเภท ประเภทที่พบได้ทั่วไป ได้แก่:

• โพรงย้อนกลับ^{[ 6 ] [ 4 ]}

• ตัวเรโซเนเตอร์แบบเกลียว
• ตัวเรโซเนเตอร์แบบเกลียว^{[ 7 ]}

• ตัวเรโซเนเตอร์แบบวงแหวนแยก^{[ 8 ]}
• ตัวเรโซเนเตอร์ควอเตอร์เวฟ^{[ 9 ]}
• ตัวเรโซเนเตอร์แบบครึ่งคลื่น^{[ 10 ]}ตัวเรโซเนเตอร์แบบซี่ล้อเป็นรูปแบบหนึ่งของตัวเรโซเนเตอร์แบบครึ่งคลื่น^{[ 11 ]}

• ควอดรูโพลความถี่วิทยุ^{[ 12 ]}
• โพรงปูขนาดกะทัดรัดโพรงปูขนาดกะทัดรัดเป็นการอัพเกรดที่สำคัญสำหรับLHC ^{[ 13 ] [ 14 ]}

สามารถคำนวณ ค่า Qของโหมดเฉพาะในโพรงเรโซแนนซ์ได้ สำหรับโพรงที่มีสมมาตรสูง โดยใช้การแสดงออกเชิงวิเคราะห์ของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก กระแสพื้นผิวในผนังตัวนำ และสนามไฟฟ้าในวัสดุไดอิเล็กตริกที่มีการสูญเสีย^{[ 15 ]}สำหรับโพรงที่มีรูปร่างตามอำเภอใจ ต้องใช้ วิธีการไฟไนต์เอเลเมนต์สำหรับสมการของแม็กซ์เวลล์พร้อมเงื่อนไขขอบเขต การวัดค่า Q ของโพรงทำได้โดยใช้เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ (ไฟฟ้า)หรือในกรณีที่ค่า Q สูงมากโดยการวัดเวลาการสลายตัวแบบเอกซ์โพเนนเชียล${\displaystyle \tau }$ของฟิลด์ต่างๆ และใช้ความสัมพันธ์${\displaystyle Q=\pi f\tau }$.

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในโพรงถูกกระตุ้นผ่านการเชื่อมต่อภายนอก แหล่งพลังงานภายนอกมักจะเชื่อมต่อกับโพรงผ่านช่องเปิด ขนาดเล็ก โพรบลวดขนาดเล็ก หรือลูป ดูหน้า 563 ของ Ramo et al ^{[ 3 ]}โครงสร้างการเชื่อมต่อภายนอกมีผลต่อประสิทธิภาพของโพรงและจำเป็นต้องนำมาพิจารณาในการวิเคราะห์โดยรวม ดู Montgomery et al หน้า 232 ^{[ 16 ]}

ความถี่เรโซแนนซ์

ความถี่เรโซแนนซ์ของโพรงนั้นขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของโพรงนั้น

ช่องสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ความถี่เรโซแนนซ์ของโพรงไมโครเวฟรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสำหรับใดๆ${\displaystyle \scriptstyle TE_{mnl}}$หรือ${\displaystyle \scriptstyle TM_{mnl}}$โหมดเรโซแนนซ์สามารถพบได้โดยการกำหนดเงื่อนไขขอบเขตให้กับการแสดงออกของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่นี้ระบุไว้ที่หน้า 546 ของ Ramo et al: ^{[ 3 ]}

${\displaystyle {\begin{aligned}f_{mnl}&={\frac {c}{2\pi {\sqrt {\mu _{r}\epsilon _{r}}}}}\cdot k_{mnl}\\&={\frac {c}{2\pi {\sqrt {\mu _{r}\epsilon _{r}}}}}{\sqrt {\left({\frac {m\pi }{a}}\right)^{2}+\left({\frac {n\pi }{b}}\right)^{2}+\left({\frac {l\pi }{d}}\right)^{2}}}\\&={\frac {c}{2{\sqrt {\mu _{r}\epsilon _{r}}}}}{\sqrt {\left({\frac {m}{a}}\right)^{2}+\left({\frac {n}{b}}\right)^{2}+\left({\frac {l}{d}}\right)^{2}}}\end{aligned}}}$

1

ที่ไหน${\displaystyle \scriptstyle k_{mnl}}$คือเลขคลื่นโดยที่${\displaystyle \scriptstyle m}$,${\displaystyle \scriptstyle n}$,${\displaystyle \scriptstyle l}$โดยเป็นหมายเลขโหมดและ${\displaystyle \scriptstyle a}$,${\displaystyle \scriptstyle b}$,${\displaystyle \scriptstyle d}$โดยที่ c คือความเร็วแสงในสุญญากาศ และ${\displaystyle \scriptstyle \mu _{r}}$และ${\displaystyle \scriptstyle \epsilon _{r}}$คือค่าการซึม ผ่านสัมพัทธ์ และค่าสภาพยอม ทางไฟฟ้าสัมพัทธ์ ของวัสดุที่อุดโพรง ตามลำดับ

โพรงทรงกระบอก

ผลเฉลยของสนามของโพรงทรงกระบอกที่มีความยาว${\displaystyle \scriptstyle L}$และรัศมี${\displaystyle \scriptstyle R}$ได้มาจากการแก้ปัญหาของท่อคลื่น ทรงกระบอก ที่มีเงื่อนไขขอบเขตทางไฟฟ้าเพิ่มเติม ณ ตำแหน่งของแผ่นปิดล้อมรอบ ความถี่เรโซแนนซ์จะแตกต่างกันสำหรับโหมด TE และ TM

โหมด TM

ดู Jackson ^{[ 17 ]}

${\displaystyle f_{mnp}={\frac {c}{2\pi {\sqrt {\mu _{r}\epsilon _{r}}}}}{\sqrt {\left({\frac {X_{mn}}{R}}\right)^{2}+\left({\frac {p\pi }{L}}\right)^{2}}}}$

2ก

โหมด TE

ดู Jackson ^{[ 17 ]}

${\displaystyle f_{mnp}={\frac {c}{2\pi {\sqrt {\mu _{r}\epsilon _{r}}}}}{\sqrt {\left({\frac {X'_{mn}}{R}}\right)^{2}+\left({\frac {p\pi }{L}}\right)^{2}}}}$

2b

ที่นี่,${\displaystyle \scriptstyle X_{mn}}$แสดงถึง${\displaystyle \scriptstyle n}$ศูนย์ลำดับที่ - ของ${\displaystyle \scriptstyle m}$ฟังก์ชันเบสเซลลำดับที่ - และ${\displaystyle \scriptstyle X'_{mn}}$แสดงถึง${\displaystyle \scriptstyle n}$ศูนย์ลำดับที่ - ของอนุพันธ์ของ${\displaystyle \scriptstyle m}$ฟังก์ชันเบสเซลลำดับที่ -${\displaystyle \scriptstyle \mu _{r}}$และ${\displaystyle \scriptstyle \epsilon _{r}}$คือค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์และค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าสัมพัทธ์ตามลำดับ

ปัจจัยด้านคุณภาพ

ปัจจัยด้าน คุณภาพ${\displaystyle \scriptstyle Q}$ของโพรงสามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน ซึ่งแสดงถึงกลไกการสูญเสียพลังงานที่แตกต่างกัน

• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{c}}$ซึ่งเป็นผลมาจากการสูญเสียพลังงานในผนังที่มีค่าการนำไฟฟ้าจำกัด ค่า Q ของโหมดความถี่ต่ำสุด หรือ "โหมดพื้นฐาน" จะถูกคำนวณ ดูหน้า 541-551 ใน Ramo et al ^{[ 3 ]}สำหรับโพรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า (สมการ 3a) ที่มีขนาด${\displaystyle a,b,d}$และพารามิเตอร์${\displaystyle l=1,m=0,n=0}$และ${\displaystyle TM_{010}}$โหมดของโพรงทรงกระบอก (สมการ 3b) ที่มีพารามิเตอร์${\displaystyle m=0,n=1,p=0}$ตามที่ได้นิยามไว้ข้างต้น

${\displaystyle Q_{c}={\frac {\pi \eta }{4R_{s}}}\cdot {\frac {2b\left(a^{2}+d^{2}\right)^{1.5}}{ad\left(a^{2}+d^{2}\right)+2b\left(a^{3}+d^{3}\right)}},}$

3ก

${\displaystyle Q_{c}={\frac {\eta }{2R_{s}}}\cdot {\frac {X_{01}}{{\frac {a}{d}}+1}},}$

3b

ที่ไหน${\displaystyle \scriptstyle \eta }$คือค่าอิมพีแดนซ์ที่แท้จริงของไดอิเล็กทริก${\displaystyle \scriptstyle R_{s}}$คือค่าความต้านทานพื้นผิวของผนังโพรง โปรดทราบว่า${\displaystyle X_{01}\approx 2.405}$.

• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{d}}$ซึ่งเป็นผลมาจากการสูญเสียพลังงานใน วัสดุ ไดอิเล็กทริก ที่มีการสูญเสีย ซึ่งเติมเต็มช่องว่าง โดยที่${\displaystyle \scriptstyle \tan \delta }$คือค่าแทนเจนต์การสูญเสียของไดอิเล็กทริก

${\displaystyle Q_{d}={\frac {1}{\tan \delta }}\,}$

4

• ${\displaystyle \scriptstyle Q_{ext}}$ซึ่งเป็นผลมาจากการสูญเสียพลังงานผ่านพื้นผิวที่ไม่ปิดสนิท (รู) ของรูปทรงเรขาคณิตของโพรง

ค่า Q factor รวมของโพรงสามารถพบได้ในหน้า 567 ของ Ramo et al ^{[ 3 ]}

${\displaystyle Q=\left({\frac {1}{Q_{c}}}+{\frac {1}{Q_{d}}}+{\frac {1}{Q_{ext}}}\right)^{-1}\,}$

5

โพรงเรโซแนนซ์ไมโครเวฟสามารถแสดงและคิดได้ว่าเป็นวงจร LC อย่างง่าย ดู Montgomery et al หน้า 207-239 ^{[ 16 ]} สำหรับโพรงไมโครเวฟ พลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้จะเท่ากับพลังงานแม่เหล็กที่เก็บไว้ที่เรโซแนนซ์ เช่นเดียวกับกรณีของวงจร LC เรโซแนนซ์ ในแง่ของค่าความเหนี่ยวนำและค่าความจุ ความถี่เรโซแนนซ์สำหรับค่าที่กำหนด${\displaystyle \scriptstyle mnl}$โหมดสามารถเขียนได้ดังที่ระบุไว้ใน Montgomery et al หน้า 209 ^{[ 16 ]}

${\displaystyle L_{mnl}=\mu k_{mnl}^{2}V\,}$

6

${\displaystyle C_{mnl}={\frac {\epsilon }{k_{mnl}^{4}V}}\,}$

7

${\displaystyle {\begin{aligned}f_{mnl}&={\frac {1}{2\pi {\sqrt {L_{mnl}C_{mnl}}}}}\\&={\frac {1}{2\pi {\sqrt {{\frac {1}{k_{mnl}^{2}}}\mu \epsilon }}}}\end{aligned}}}$

8

โดยที่ V คือปริมาตรของโพรง${\displaystyle \scriptstyle k_{mnl}}$คือเลขคลื่นโหมดและ${\displaystyle \scriptstyle \epsilon }$และ${\displaystyle \scriptstyle \mu }$คือค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าและค่าสภาพซึมผ่านทางแม่เหล็ก ตามลำดับ

เพื่อให้เข้าใจถึงประโยชน์ของโพรงเรโซแนนซ์ที่ความถี่ไมโครเวฟได้ดียิ่งขึ้น ควรทราบว่าตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิมเริ่มมีขนาดเล็กเกินไปจนใช้งานไม่ได้จริงเมื่อความถี่สูงขึ้นในย่านVHFและโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความถี่สูงกว่า 1 กิกะเฮิร์ตซ์เนื่องจากมีการสูญเสียต่ำและค่า Q สูง โพรงเรโซเนเตอร์จึงเป็นที่นิยมมากกว่าตัวเรโซเนเตอร์แบบ LC และแบบสายส่งแบบดั้งเดิมที่ความถี่สูง

การสูญเสียในวงจรเรโซแนนซ์ LC

ตัวเหนี่ยวนำแบบดั้งเดิมมักพันด้วยลวดในรูปทรงเกลียวโดยไม่มีแกนกลาง ปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ทำให้ความต้านทานที่ความถี่สูงของตัวเหนี่ยวนำมีค่ามากกว่า ความต้านทาน กระแสตรง หลายเท่า นอกจากนี้ ความจุระหว่างขดลวดทำให้เกิด การสูญเสีย ไดอิเล็กตริกในฉนวนที่หุ้มลวด ผลกระทบเหล่านี้ทำให้ความต้านทานที่ความถี่สูงมีค่ามากขึ้นและลดค่า Q ลง

ตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิมใช้อากาศไมกาเซรามิกหรือเทฟลอนเป็นฉนวน แม้ว่าจะใช้ฉนวนที่มีการสูญเสียต่ำ ตัวเก็บประจุก็ยังมีการสูญเสียจากปรากฏการณ์สกินเอฟเฟกต์ ที่ขั้ว และแผ่นตัวนำ อยู่ดี ผลกระทบทั้งสองนี้จะเพิ่มความต้านทานอนุกรมเทียบเท่าและลดค่า Q ลง

ถึงแม้ค่า Q factor ของตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุในย่านความถี่ VHF จะสูงพอที่จะใช้งานได้ แต่ คุณสมบัติ แฝง ของพวกมัน ก็อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานในช่วงความถี่นี้ ค่าความจุขนานของตัวเหนี่ยวนำอาจมีค่ามากกว่าค่าความเหนี่ยวนำอนุกรมที่ต้องการ และค่าความเหนี่ยวนำอนุกรมของตัวเก็บประจุอาจมีค่ามากกว่าค่าความจุขนานที่ต้องการ ดังนั้น ในย่านความถี่ VHF หรือไมโครเวฟ ตัวเก็บประจุอาจแสดงผลเหมือนตัวเหนี่ยวนำ และตัวเหนี่ยวนำอาจแสดงผลเหมือนตัวเก็บประจุ ปรากฏการณ์เหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีในชื่อค่าความเหนี่ยวนำแฝงและค่าความจุแฝง

• ตัวเรโซเนเตอร์แบบโพรง , การบรรยายฟิสิกส์ของเฟย์นแมนเล่มที่ 2 บทที่ 23
• โพรงปูสำหรับ LHC